氣缸蓋是柴油機(jī)一個非常關(guān)鍵的部件，一般為鑄造件，有著非常復(fù)雜的水道、油道和氣道結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔彎曲、狹窄、多死角，經(jīng)常貓附有鑄砂、石墨粉或其他污垢，且拋丸、噴砂也很難被全部清除。因此，如何清洗干凈氣缸蓋，一直是發(fā)動機(jī)制造行業(yè)很棘手的難題。
1氣缸蓋清洗現(xiàn)狀
氣缸蓋清洗主要有高壓射流清洗和手工浸泡刷洗技術(shù)。目前，應(yīng)用最多、最成熟的是高壓射流清洗技術(shù)。其原理為用高壓水泵抽水，通過許多噴嘴、噴管沖洗氣缸蓋的表面及各孔，再輔以清洗劑的化學(xué)溶解作用來完成清洗。有些高壓射流清洗機(jī)還帶有自動翻轉(zhuǎn)或水渦流功能。對氣缸蓋中清洗困難的局部位置，例如進(jìn)氣道和挺桿室，必須增加人工刷洗工序。通常由工人用尼龍刷或鋼絲刷對這些部位反復(fù)進(jìn)行刷洗，同時用水管對準(zhǔn)刷洗部位沖淋。
發(fā)動機(jī)維修或再制造時，由于條件限制，一般采用柴油或煤油浸泡發(fā)動機(jī)后，再對其進(jìn)行人工刷洗。但這些清洗技術(shù)或多或少存在不足:
①高壓射流清洗技術(shù)盡管輔以化學(xué)溶解作用，但主要還是依靠機(jī)械沖洗，因此對油污的去除效果并不理想，而且對于氣缸蓋的拐彎、死角和內(nèi)腔部位幾乎沖洗不到。
②高壓射流清洗一般需要大功率的電機(jī)驅(qū)動和用電加熱，能耗很大。
③人工刷洗雖然清洗效果不錯，但效率低，勞動強(qiáng)度大。
④柴油(煤油)浸泡清洗，有很好的清洗效果，但成本太高，而且油氣揮發(fā)會損害清洗人員的健康。
2超聲波工業(yè)清洗技術(shù)
超聲波工業(yè)清洗技術(shù)起步于20世紀(jì)60年代，發(fā)展迅速，目前在光學(xué)、電子、鐘表、軸承、電鍍、涂裝、醫(yī)療等行業(yè)廣泛應(yīng)用。但在發(fā)動機(jī)行業(yè)，除了在小體積的零部件清洗領(lǐng)域有一定應(yīng)用之外，主機(jī)廠應(yīng)用很少，而氣缸體、氣缸蓋等大型零部件使用超聲波清洗技術(shù)的幾乎沒有。
超聲波清洗原理:由信號發(fā)生器和換能器作用產(chǎn)生的超聲波，在清洗液內(nèi)以縱波方式傳播，在傳播途中由于“空化效應(yīng)”，產(chǎn)生一連串微小**并釋放出巨大能量，對工件表面不斷進(jìn)行沖擊，使工件表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達(dá)到凈化工件表面的效果。
超聲波工業(yè)清洗技術(shù)具有很強(qiáng)去油污效果，理論上只要清洗液能浸泡到的地方，超聲波就能清洗，因此特別適合表面形狀復(fù)雜的零件。
3氣缸蓋超聲波清洗試驗(yàn)
鑒于超聲波技術(shù)在發(fā)動機(jī)行業(yè)主要用于清洗小零件，主機(jī)廠幾乎沒有將其用于清洗氣缸體、氣缸蓋等大型零件，因此選擇尺寸中等的B3200型氣缸蓋作為試驗(yàn)對象。B3200型氣缸蓋的長x寬x高為414 mm x 246 inm x 96 mm，重約34 kg。數(shù)量2件，一件是鑄造清理完工后的毛邇缸蓋;另一件是機(jī)加半成品，表面貓附有許多油污及鐵屑。
綜合分析氣缸蓋結(jié)構(gòu)和清洗要求后，選用常見的小功率超聲波清洗機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，其主要設(shè)備和工藝參數(shù)如下:①功率:1.2 kW，頻率:25 kHz ;②清洗槽空間尺寸:600 mm x400~x 300~;③水基清洗液:濃度5%，溫度50 - 55℃;④液面高度超過工件約60~;⑤超聲波清洗5 min，翻轉(zhuǎn)換一個面，再清洗5 min;⑥超聲波漂洗3 minx發(fā)現(xiàn)超聲波清洗約2 min時，清洗液開始變混濁，并且從多處孔口往上冒污水;待清洗完2件缸蓋后，清洗槽的水完全變黑，在槽底殘留有許多鐵屑。
撈出氣缸蓋瀝干水后檢查清洗效果:①缸蓋表面顏色有了明顯變化，從原來的黑灰色變成了鑄件拋丸后的銀灰色;)2個缸蓋表面及內(nèi)腔附著的油污全部被洗去;③用白綢布擦拭缸蓋的進(jìn)氣道和挺桿室，白綢布不變顏色;④在毛坯缸蓋表面特意涂刷的油漆標(biāo)識仍在，表明附著牢固的油漆沒有被洗去;⑤解剖毛坯缸蓋，發(fā)現(xiàn)內(nèi)腔非常干凈，沒有常見的石墨粉或鑄砂等薪附物;⑥雖然油污被洗去，但松脫的鐵屑仍留在螺孔內(nèi)，需要沖洗或使用吹風(fēng)機(jī)才能清出。之后，在不改變上述超聲波性能參數(shù)的前提下，將水基清洗液換成勃度為30的防銹油，清洗溫度改為常溫，進(jìn)行超聲波清洗氣缸蓋試驗(yàn)。
試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn):空化效果非常弱，用手摸油液幾乎沒有正常的電擊感，清洗20 min后，氣缸蓋幾乎沒有去污效果，倒是油液溫升很快，平均每半小時上升1℃。
4應(yīng)用實(shí)例
評估超聲波清洗試驗(yàn)效果后，決定將超聲波清洗技術(shù)與高壓射流清洗技術(shù)相結(jié)合，在氣缸蓋生產(chǎn)線的最終清洗機(jī)前增加1臺超聲波清洗機(jī)，以全面提高氣缸蓋清潔度。超聲波清洗機(jī)的主要參數(shù):①頻率:25 kHz;②功率:8 kW，機(jī)床總功率10 kW;③清洗溫度:蒸汽加熱，40一60℃;④清洗時間:6一7 min;⑤清洗劑:高溫金屬清洗劑，濃度3%一5%;⑥一次清洗4個B3200型氣缸蓋。
氣缸蓋經(jīng)超聲波清洗后，再經(jīng)過高壓射流清洗機(jī)清洗，檢查清洗效果:不但缸蓋表面的油污、石墨粉和鑄砂去除非常干凈，而且各孔的鐵屑也很容易被沖洗掉，多次抽檢氣缸蓋清潔度平均為10 mg，僅為原來的1/3，其效果超過了歐洲某知名品牌清洗機(jī);并且使用超聲波清洗技術(shù)后，原清洗機(jī)中清洗液的壽命得到有效延長。
但對超聲波清洗機(jī)加大功率后，存在一個嚴(yán)重問題:噪聲超標(biāo)。前期做試驗(yàn)時超聲波清洗機(jī)的功率只有1.2kQV，不存在噪聲問題;當(dāng)功率加大到8kW后，工作噪聲尖銳刺耳，經(jīng)測量達(dá)到97 dB，工人必須戴耳塞工作。給清洗機(jī)加裝一個隔音罩，才通過85 dB的國家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
5結(jié)語
通過本次超聲波清洗氣缸蓋試驗(yàn)的研究，驗(yàn)證了使用超聲波清洗氣缸蓋等大型零件的可行性，特別是去除氣缸蓋的油污、石墨粉和鑄砂的效果非常好，如果將超聲波清洗技術(shù)和高壓射流清洗技術(shù)組合，清洗效果更好。對比高壓射流清洗技術(shù)，超聲波清洗技術(shù)更省電節(jié)水。